钢筋及预应力混凝土连续梁桥和悬臂梁桥常用加固方法

钢筋及预应力混凝土连续梁桥和悬臂梁桥常用加固方法 连续梁桥及悬臂梁桥的截面形式常有T形、I形和箱形，跨径30米以上的大多采用箱形，并采用变高度的不等跨梁，等高度的钢筋混凝土连续梁一般跨径在30米以下，变高度的钢筋混凝土连续梁或悬臂梁一般跨径在50米以下，跨径偏大仍采用钢筋混凝土材料的此类桥梁比较费材料，而且桥面负弯矩区易出现横向裂缝。等高度的预应力混凝土连续梁一般跨径在60米以下，而变高度的预应力混凝土悬臂梁跨径大多100米以下，但100米以上也是常有的，连续梁跨径大多在200米以下，但200米以上也是常有的。这类桥梁在跨越障碍物或城市立交桥中较多采用，不论跨径大小均容易出现各种病害。 钢筋混凝土及预应力混凝土悬臂梁常见问题 （1）悬臂梁牛腿端下挠过大，常有墩顶桥面开裂。主要是悬臂部分刚度不够，尺寸偏小，超重车影响，或者是纵向预应力损失较大，施工质量差等造成； （2）悬臂梁牛腿处局部裂缝，如下图，原因主要是配筋不足，高度偏小，温度影响或者是挂梁与牛腿连接不顺，形成跳车，局部冲击过大等所致；  （3）如果悬臂梁的锚固孔跨径过大，在尺寸偏小或配筋不足时，很有可能出现跨中下挠或跨中梁底竖向裂缝； （4）预应力筋锚固齿板后的斜向裂缝，这是所有预应力箱梁可能出现的病害，如下图，主要是齿板附近应力集中过大，普通钢筋配置偏少、预应力束锚固过于集中等引起。 （5）箱梁顶、底板纵向裂缝，如下图，主要是顶、底板横向弯矩过大，无横向预应力、箱梁横向弯曲空间效应、板厚偏小，横向配筋不足，箱梁内外温差过大产生温度应力等原因所致； （6）箱梁顶、底板梗腋处的纵向裂缝，顶板梗腋处主要是该处有大量预应力纵向钢束通过，局部应力过大，或者是箱梁的正剪力滞效应考虑不足，或者是偏心荷载下箱梁畸变扭转引起腹板上下端局部应力过大等所致； （7）箱梁腹板中部的竖向裂缝，常发生在脱模2～3天内，上下没有延伸，施加预应力后大多会闭合，这主要与混凝土收缩或箱梁内外温差或腹板水平筋不足，或混凝土混合料质量有关； （8）箱梁腹板上的斜裂缝，如下图，一般发生在墩台支承点至反弯点间的梁段上，属剪切裂缝，产生原因比较复杂，主要有纵向或竖向预应力不足，或损失过大，箱梁内外温差过大，箱梁的抗弯或抗扭刚度不足，偏心荷载下箱梁畸变应力过大，腹板厚度偏小，剪力滞效应影响，非预应力钢筋配置不足，混凝土混合料及添加剂影响，施工不当，纵向预应力束直线形布置，跨径布置不合理等原因引起。 （9）箱梁腹板上的水平裂缝，主要由箱梁横向弯曲空间效应与内外温差应力使腹板内侧或外侧产生较大的竖向应力、箱梁横向刚度不足，畸变应力影响，竖向预应力不足等原因引起。 （10）悬臂施工时各分段接缝或合拢段接缝出现裂缝，多由于施工接头处理不好，成为薄弱截面，在纵向弯矩、混凝土收缩或较大温差应力等作用下开裂，或者由于预制拼装接缝不密实，桥面开裂后，接缝渗水、钢筋锈蚀等。 （11）在箱梁较宽时，也容易出现横隔板或横梁跨中产生竖向裂缝，这主要是横隔板或横梁中施加的横向预应力不足或损失过大，或箱梁抗扭能力差等引起。 钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁常见病害 跨中下挠过大，往往伴随着跨中梁底横向开裂，墩顶处桥面开裂或腹板斜裂缝，主要原因是抗弯刚度不够，如梁高偏矮，腹板偏薄，纵向预应力不足或损失过大等原因造成。其他病害与钢筋混凝土及预应力混凝土悬臂梁的相同。 可选用的加固方法 o 对于悬臂梁牛腿端下挠过大，最有效的方法是补加预应力，利用变高度梁的特点，在铺装层中布置通长无粘结预应力索，锚固在牛腿上，铺装层与箱梁顶板间应通过植入大量锚筋传递桥面预应力，单箱多室截面并有足够箱高时，可在中腹板顶部两侧布置通长体外束，锚固在腹板上，但均要注意对锚固孔的影响。 o 对于牛腿处裂缝，常在两侧粘贴块形钢板或钢板条，使用PG-N粘钢胶对钢板与混凝土粘贴牢固，如图3。如果箱内牛腿处能进人操作，可考虑从外面钻斜孔后穿预应力筋张拉锚固。 o 对连续梁跨中和悬臂梁锚固孔跨中下挠过大，最有效的方法是体外预应力加固，利用变高度梁的特点，在箱内腹板两侧布置直线形或折线形体外预应力束加固，如图1和图2，对等高度连续梁宜采用折线形布束加固。  o 对预应力锚固齿板附近的裂缝一般采用PG-GF进行灌缝封闭后，使用PG-N粘钢胶粘贴薄钢板或PG-TM碳布胶粘贴高强碳纤维复合材料加固； o 墩顶处桥面横向裂缝，可采用凿除铺装层混凝土，在顶板面增设纵向普通受拉钢筋或无粘结预应力筋，预应力钢束锚固在现浇层中，类似于图1。或在箱内腹板两侧的截面重心轴以上设体外预应力索加固，类似于图2。 o 对连续梁跨中梁底横向裂缝，或分段接头横向裂缝，常采用纵向粘贴钢板或碳纤维等复合材料加固；或采用体外预应力索加固。对于分段拼装接头裂缝，若属于非受力引起，只需采用PG-GF灌缝胶和PG-K封口胶封闭即可； o 对箱梁顶、底板纵向裂缝，常采用PG-N粘钢胶横向粘贴钢板或其它纤维复合材料或增设横向联系等方法加固。如果顶板底面纵向开裂，主要是因顶板横向跨度过大，又未设横向预应力所致，可考虑在顶板上面的铺装层中增设横向预应力筋，如下图，并在铺装层与顶板间采用PG-H植筋胶植入大量锚筋来传递桥面预应力； o 对箱梁顶、底板梗腋处的纵向裂缝及腹板竖向裂缝，可采用PG-K封口胶封闭、PG-GF灌缝胶灌缝或PG-TM粘贴碳纤维复合材料加固； o 对腹板上的斜裂缝，可采用在腹板上PG-N粘钢胶粘贴钢板或PG-TM粘贴碳纤维复合材料，类似于如下图所示。或适当增加腹板厚度，或在纵向或竖向施加预应力等方法加固； o 对腹板上的水平裂缝，可采用PG-N粘钢胶在腹板上粘贴竖向钢板或PG-TM碳布胶粘贴碳纤维复合材料，或增加横向联系，如增设横隔板等，或施加竖向预应力加固； o 对箱梁内的横隔板或横梁跨中竖向开裂，可在横隔板两侧补加横向体外预应力，并穿出箱壁锚固，如下图。或增设横隔板，增强抗横向弯曲及扭转的能力。 9